]噴嘴系統(tǒng)1包括工作液入口 14,引射液體入口 15,喉管16,混合室17,噴嘴18,射孔19,腔體20,并通過螺紋或法蘭連接。反應(yīng)器中各噴嘴軸向中心相對(duì)，距離為1?10D，D為噴嘴出口外環(huán)直徑。噴嘴出口為環(huán)隙，噴嘴出口為環(huán)隙，環(huán)隙的面積為外環(huán)面積的5?40 %，優(yōu)選環(huán)隙的面積為外環(huán)面積的10?30%。射孔直徑為d，喉管直徑為1?10d，優(yōu)選喉管直徑為1?5d ;噴嘴外環(huán)直徑D為10?30d，優(yōu)選噴嘴外環(huán)直徑D為10?20d ;混合室長(zhǎng)度為5?100d，優(yōu)選混合室長(zhǎng)度為10?50d。預(yù)混器7包括工作液入口 21，引射液體入口 22,喉管23,混合室24,射孔25,腔體26,并通過螺紋連接。預(yù)混器7的射孔直徑為d，喉管直徑為1?6d，優(yōu)選喉管直徑為1?5d ;混合室長(zhǎng)度為10?60d，優(yōu)選混合室長(zhǎng)度為10?50d。噴嘴系統(tǒng)1和預(yù)混器7由一個(gè)或多個(gè)相似的結(jié)構(gòu)串聯(lián)使用。預(yù)混器也可以采用靜態(tài)混合器等其它液液混合裝置。產(chǎn)品出口 13的高度應(yīng)保證出口 13以下的液體停留時(shí)間不小于產(chǎn)品和催化劑的分層時(shí)間，并通過環(huán)狀的第二聚結(jié)分離器12進(jìn)一步分離產(chǎn)品中的催化劑。第一聚結(jié)分離器6和第二聚結(jié)分離器12應(yīng)使油相和催化劑相充分分離，選用親油疏水材料并負(fù)載三氟磺酸根、硫酸氫根或全氟磺酸根等陰離子的離子液體。
[0013]本實(shí)用新型比現(xiàn)有技術(shù)有著明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益的效果：
[0014]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出的撞擊流多相反應(yīng)器，強(qiáng)化混合器依靠改變混合器中通道的集合形狀等方法來(lái)增強(qiáng)流體的分子擴(kuò)散和對(duì)流，增加微流體的對(duì)流混合部分，從而增加微流體的有效接觸面積，提高液體的混合效率，可實(shí)現(xiàn)在短時(shí)間內(nèi)微尺度下低雷諾數(shù)流體的快速均勻混合。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液液接觸面積大，沒有攪拌部件，不易泄漏，具備反應(yīng)溫度易控、良好的傳質(zhì)與傳熱性能、廣泛的適應(yīng)性等性能。可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)中不互溶的兩種流體的快速高效混合反應(yīng)，同時(shí)抑制副反應(yīng)，提高產(chǎn)品的選擇性。可廣泛用于石油化工領(lǐng)域，特別適用于高粘度流體的液相反應(yīng)，如濃硫酸或離子液體催化碳四烷基化反應(yīng)等。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是撞擊流多相反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是撞擊流多相反應(yīng)器的噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是撞擊流多相反應(yīng)器的預(yù)混器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖1所示為本實(shí)用新型撞擊流多相反應(yīng)器的示意圖，包括:噴嘴系統(tǒng)1、第一物料進(jìn)口 2、除沫器3、氣相出口 4、安全泄放口 5、第一聚結(jié)分離器6、預(yù)混器7、第二物料進(jìn)口 8、催化劑進(jìn)口 9、反應(yīng)器10、催化劑出口 11、第二聚結(jié)分離器12、產(chǎn)品出口 13。
[0019]圖2所示為本實(shí)用新型撞擊流多相反應(yīng)器的噴嘴系統(tǒng)1示意圖，包括工作液入口14，引射液體入口 15，喉管16，混合室17，噴嘴18，射孔19，腔體20，并通過螺紋連接。
[0020]圖3所示為本實(shí)用新型撞擊流多相反應(yīng)器的預(yù)混器7示意圖，包括工作液入口 21，引射液體入口 22，喉管23，混合室24，射孔25，腔體26，并通過螺紋連接。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不由此受到任何限制:
[0022]附圖1中撞擊流多相反應(yīng)器的示意圖，包括:噴嘴系統(tǒng)1、第一物料進(jìn)口 2、除沫器3、氣相出口 4、安全泄放口 5、第一聚結(jié)分離器6、預(yù)混器7、第二物料進(jìn)口 8、催化劑進(jìn)口 9、反應(yīng)器10、催化劑出口 11、第二聚結(jié)分離器12、產(chǎn)品出口 13。預(yù)混器7固定在反應(yīng)器的中部，其上連接水平放置的噴嘴系統(tǒng)1，出口設(shè)有環(huán)隙噴嘴，高粘度流體通過循環(huán)栗以主動(dòng)流從催化劑進(jìn)口 9進(jìn)入原料預(yù)混器7，低粘度流體從第二物料進(jìn)口 8從動(dòng)進(jìn)入原料預(yù)混器7，高粘度反應(yīng)流體通過預(yù)混器7與其它低粘度、低溫流體在很短的時(shí)間內(nèi)均勻混合，形成為低粘度、低溫的乳化液，再與從動(dòng)管路2混合，進(jìn)入水平相向?qū)ΨQ均布的噴嘴系統(tǒng)1。催化劑、烷烴、烯烴混合后通過出口端設(shè)置的噴嘴以一定角度呈圓錐形噴出，各噴嘴高速噴出的液體相向撞擊，反應(yīng)物液相降落到反應(yīng)器底部，反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑通過重力沉降分離，催化劑從底部排出，反應(yīng)物從反應(yīng)器中部排出。部分烷烴汽化吸熱后以氣相的形式從反應(yīng)器頂部排出，維持反應(yīng)溫度。
[0023]噴嘴系統(tǒng)1如附圖2所示，各噴嘴軸向中心相對(duì)，距離為1?10D，D為噴嘴出口外環(huán)直徑。噴嘴出口為環(huán)隙，環(huán)隙的面積為外環(huán)面積的10?30%。射孔直徑為d，喉管直徑為1?5d，噴嘴外環(huán)直徑D為10?20d，混合室長(zhǎng)度為10?50d。預(yù)混器7結(jié)構(gòu)如附圖3所示，射孔直徑為d，喉管直徑為1?5d，混合室長(zhǎng)度為10?50d。預(yù)混器也可以采用靜態(tài)混合器等其它液液混合裝置。產(chǎn)品出口 13的高度應(yīng)保證出口 13以下的液體停留時(shí)間不小于產(chǎn)品和催化劑的分層時(shí)間，并通過環(huán)狀的第二聚結(jié)分離器12進(jìn)一步分離產(chǎn)品中的催化劑。第一聚結(jié)分離器6和第二聚結(jié)分離器12應(yīng)使油相和催化劑相充分分離，選用親油疏水材料并負(fù)載三氟磺酸根、硫酸氫根或全氟磺酸根等陰離子的離子液體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.撞擊流多相反應(yīng)器，包括:噴嘴系統(tǒng)(1)、第一物料進(jìn)口(2)、除沫器(3)、氣相出口(4)、安全泄放口(5)、第一聚結(jié)分離器(6)、預(yù)混器(7)、第二物料進(jìn)口(8)、催化劑進(jìn)口(9)、反應(yīng)器(10)、催化劑出口(11)、第二聚結(jié)分離器(12)、產(chǎn)品出口(13)，其特征在于:預(yù)混器7固定在反應(yīng)器的中部，其上連接水平放置的噴嘴系統(tǒng)(1)，出口設(shè)有環(huán)隙噴嘴，高粘度流體通過循環(huán)栗以主動(dòng)流進(jìn)入原料預(yù)混器(7)，低粘度流體從第二物料進(jìn)口(8)從動(dòng)進(jìn)入原料預(yù)混器(7)，再與從動(dòng)管路第一物料進(jìn)口(2)混合，進(jìn)入水平相向?qū)ΨQ均布的噴嘴系統(tǒng)⑴。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流多相反應(yīng)器，其特征為所述噴嘴系統(tǒng)(1)包括工作液入口(14)，引射液體入口(15)，喉管(16)，混合室(17)，噴嘴(18)，射孔(19)，腔體(20)，并通過螺紋連接；各噴嘴軸向中心相對(duì)，距離為1?10D，D為噴嘴出口外環(huán)直徑；噴嘴出口為環(huán)隙，環(huán)隙的面積為外環(huán)面積的5?40% ;射孔直徑為d，喉管直徑為1?10d，噴嘴外環(huán)直徑D為10?30d，混合室長(zhǎng)度為5?100d。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流多相反應(yīng)器，其特征為所述預(yù)混器(7)結(jié)構(gòu)包括工作液入口(21)，引射液體入口 (22)，喉管(23)，混合室(24)，射孔(25)，腔體(26)，并通過螺紋連接；射孔直徑為d，喉管直徑為1?6d，混合室長(zhǎng)度為10?60d。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴嘴系統(tǒng)(1)，其特征優(yōu)選為環(huán)隙的面積為外環(huán)面積的10?30% ;射孔直徑為d，喉管直徑為1?5d，噴嘴外環(huán)直徑D為10?20d，混合室長(zhǎng)度為20?40do5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流多相反應(yīng)器，其特征為噴嘴系統(tǒng)(1)和預(yù)混器(7)由一個(gè)或多個(gè)相似的結(jié)構(gòu)串聯(lián)使用。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的撞擊流多相反應(yīng)器，其特征為第一聚結(jié)分離器(6)和第二聚結(jié)分離器(12)應(yīng)使油相和催化劑相充分分離，選用親油疏水材料并負(fù)載三氟磺酸根、硫酸氫根或全氟磺酸根等陰離子的離子液體。
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種撞擊流多相反應(yīng)器，涉及液-液混合多相反應(yīng)。該反應(yīng)器通過原料噴射預(yù)混器將高粘度與低粘度流體在較低溫度、短時(shí)間內(nèi)均勻混合為低粘度的乳化液，再通過多個(gè)噴射撞擊反應(yīng)器的噴嘴高速噴出環(huán)狀液膜相撞擊強(qiáng)化反應(yīng)，使反應(yīng)快速充分進(jìn)行。本實(shí)用新型所介紹的撞擊流多相反應(yīng)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有攪拌部件，不易泄漏，反應(yīng)液體接觸面積大，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)中不互溶流體的快速高效混合反應(yīng)，產(chǎn)品的選擇性高。可應(yīng)用于精細(xì)化工、石油化工、制藥工業(yè)、生物化工等工業(yè)過程中流體粘度較大、液-液不互溶、液體間快速混合反應(yīng)的反應(yīng)裝置，尤其是液體酸催化異丁烷烷基化反應(yīng)。
【IPC分類】C10G50/00, B01J14/00, B01J19/26
【公開號(hào)】CN205042452
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520372727
【發(fā)明人】張鎖江, 周志茂, 趙國(guó)英, 李海方
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年6月2日